汽车
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汽车，现指自动车（英式英语：car；美式英语：automobile；美国口语：auto）或机车，即本身具有动力得以驱动前进，不须依轨道或电缆，得以动力行驶之车辆。广义来说，具有两轮或以上以原动机驱动之车辆，便可称其为汽车；狭义来说，仅指三或四轮以上，以热机驱动之车辆为汽车（亦是生活中所说之汽车）。第一辆全尺寸汽车由尼古拉·约瑟夫·居纽制造出来。而德国工程师卡尔·本茨和则被为现代化汽车之父[1]。本茨制造了三轮汽车以后，戈特利布·戴姆勒首先制造四轮汽车，美国人亨利·福特首先大量生产平价汽车，是使汽车得以普及化的人[2]。
定义
[编辑]清末民初，汽车原是指行驶于铁路上的蒸汽机关车（steam locomotive），而以“汽车”作为简称。[3]1905年之后，才开始有自动车（automobile）的定义。[4][5]
英语autocar、automobile，或auto的意思，是指不用马拉动，车本身带有动力[6]，自动车的译法也来自于此。
在当代一般用语中，汽车通常指四轮以上的热机自动车，使用挥发性的燃油与空气混合，使着火爆发来产生原动力，主要在公路上行驶，用来载人或搬运货物[7]。
然而在交通管理上，部分国家作法则略有差异。以中华民国为例，非使用电力架线的电动车，以及二轮、三轮的动力车辆（摩托车），也被视为汽车而纳管[8]。在日本，使用内燃机动力的三轮车辆或排量大于125ml的二轮车辆，也被视同自动车（automobile）而纳管。
但从开发的历史和未来角度上自动车定义十分广泛，英语的automobile，即只需要有内置动力源和不需要外铺的轨道的陆上交通工具，包括了曾经被淘汰但因符合环保需要而复兴的的新能源汽车，最近实现的科幻中的自动驾驶汽车等，乃至使用履带行走的坦克车等。而在科幻文化中更把一些其实和其他交通工具重叠的机器当作汽车，如飞行车和步行车归并入飞行器和机器人更妥当。
历史
[编辑]二十世纪之前
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1620年，意大利人布兰卡发明“反击涡轮式蒸汽轮机”（counterattack Blanca turbine steam turbine），用以带动轮车。
1649年，德意志的表匠汉斯‧豪奇，根据达芬奇的设计，做出一辆用发条驱动的车子。
1670年，荷兰的物理学家惠更斯用火药在气缸内燃烧，热能膨胀推动活塞运动，形成了现代“内燃机”的工作原理[9]。
1672年，耶稣会修士南怀仁曾设计一个用蒸汽作为动力来源的车，给当时中国的康熙帝，是一个65厘米长的玩具车，无法载人或司机[10][11][12]，不确定设计的车辆后来是否制作成功[11]，这可能是最早设计的汽车。
1766年，英国发明家詹姆斯·瓦特改进了蒸汽机，拉开了第一次工业革命的序幕[13]。
1769年，法国陆军工程师尼古拉·约瑟夫·屈尼奥制造出第一辆小版本的蒸汽机驱动汽车。[14]
1770年，屈尼奥造了第一台全尺寸的汽车，据说可以载4个人，时速3.6公里。
1771年，尼古拉·约瑟夫·居纽改进了蒸汽汽车，时速可达9.5公里，牵引4至5吨的货物。据报导第二辆原型车撞倒了巴黎公园或巴黎兵工厂的砖墙或石墙，这是世界上第一起机动车事故。[15]
1794年，英国人罗伯特·斯特里特首次提出把燃料和空气混合制成混合气体以供燃烧的构想。
1796年，意大利科学家伏特发明了世界上第一台蓄电池，这项发明为汽车的诞生和发展带来了历史性的转折。
1803年，英国工程师理查·特里维西克采用新型高压蒸汽机，可乘坐8人，在行驶中平均时速13公里，从此，用蒸汽机驱动的汽车开始在实际中应用。
1807年，法国发明家尼西亚·尼佩斯和他的兄弟克洛德创造了可能是世界上第一台内燃机（他们称为Pyréolophore），但他们选择将其安装在法国索恩河上的船上。.[16]巧合的是，1807年，瑞士发明家弗朗索瓦·伊萨克·德里瓦设计了自己的“德里瓦发动机”，并用它开发了世界上第一台由这种发动机提供动力的车辆。
1838年，英国发明家亨纳特发明了世界第一台内燃机点火装置，该项发明被世人称之为“世界汽车发展史上的一场革命”。
1859年，法国物理学家普兰特发明了铅蓄电池，为汽车的用电创造了条件，被称之为“意义深远的发明”。
1860年，法国电器工程师艾蒂安·雷诺制成了第一部用电火花点燃煤气的煤气机。
1862年，法国工程师艾蒂安·雷诺发明以天然气为原料的二冲程卧式内燃机[17]。阿方斯·博·德·罗沙发表了四冲程理论。
1867年，德国工程师尼古拉斯·奥托（1832-1891）研制成功世界上第一台往复活塞式四冲程煤气发动机。
1876年，奥托制成了单缸卧式、压缩比为2.5的3千瓦内燃机。
1879年， 卡尔·本茨开发的第一台固定式汽油发动机是单缸二冲程发动机，于 1879 年除夕首次运行。[18]
1885年，德国工程师卡尔·本茨在曼海姆制造成一辆装有0．85马力汽油机的三轮车，被认为是现代化汽车的发明者。
1886年，曼海姆专利局批准卡尔·本茨为其在1885年研制成功的三轮汽车申请的专利，这一天被大多数人称为现代汽车诞生日。次年德国人戈特利布·戴姆勒制成世界上第一辆四轮汽车[14]。之后奥托放弃自己所获得的四冲程发动机专利，任何人都可根据需要随意制作。
1886年1月29日，卡尔·本茨取得世界第一项汽车发动机专利[19][14]。同年7月，世界第一部四轮汽车正式贩售[20]。
1888年，法国自行车商人埃米尔·罗杰获得卡尔·本茨的许可，开始生产商用汽车。
1893年，鲁道夫·狄塞尔也制成了一台柴油四冲程发动机，即世界首台柴油机。空气在压缩行程中被活塞剧烈压缩而产生高温，之后燃料被喷入气缸，随即发生自燃。
1894年，法国举行相信是世界第一次公开赛车活动。
1895年，卡尔·本茨推出了第一款客车Benz-Omnibus，首次提供载客服务。
1899年，路易·雷诺量产其第一台四门房车，同年取得涡轮增压的专利。英国首次把马克沁机枪装到汽车上。
二十世纪
[编辑]汽车的普及和汽车工业的定型
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在十九世纪末时汽车和摩托车在转动系统开始定型，而以内燃机燃烧石油制品的液体燃料中的汽油和柴油成为主流，但当时的汽车仍然是用手工业方式的制造，虽然已经由标准化的部件组成的量产车，但实际上汽车的产量仍很少。
汽车在实际上被定位为高端的奢侈品，但当时的所谓奢侈并不算很豪华，但只有富裕人士才买得起个人或家庭用的轿车。
亨利·福特在二十世纪头数年开始试制出一种可以大量生产低价出售的汽车，经六次创业失败后，福特汽车终于在1908年成功把福特T型车放到装配线上生产降低售价，又以分期付款进一步普及化了，而且品质甚至优于当时一些手工业制的高价车，因为它可以在烂地上行驶而不发生故障或意外。
福特主义不只是影响了汽车制造业，更是影响到各行各业尤其是广义的制造业，这使到T型车和福特汽车带领了美国和世界的经济和文化发展，甚至改变了人的生活方式。
因为即使不会或不能驾驶汽车的人群，仍然可以乘搭公共汽车。并直接或间接受惠于军车 、货车、特殊用途汽车、工程车辆等其他汽车，所以汽车实际变成了日用品和有取代人畜动力的车辆的趋势。
而T型车的成功也促成了现时所谓的新能源汽车，实际上是在内燃机之外的动力系统没落，而加油站也不再提供汽油和柴油之外的燃料。
重大事件列表
[编辑]1902年第一部军用装甲车Motor War Car在英国问世服役。
1903年，挪威工程师埃吉迪乌斯·艾林制成了一台燃气涡轮发动机，这是首台能靠燃烧产生的动力对外做功的燃气涡轮发动机，因此他也被称作燃气涡轮发动机之父。[21]
1906年意大利开发出当时世纪最快的汽车Itala，时速二百公里并成为第一种专用来竞技的赛车，被看作方程式赛车的原型。
1908年福特T型车问世，成为第一种普及化的轿车，使汽车从奢侈品升格为日用品了。
1919年，开始有人用所谓跑车称呼性能超卓的轿车，而厂家把高性能轿车投入市场和宣传为跑车。
1928年，中国第一辆汽车在沈阳北大营下线[23]。
1929年，德国工程师菲力斯·汪克尔获得了转子发动机的专利，这种特殊的活塞式发动机因此被广泛称作汪克尔发动机，但是发动机的成品直到1950年代才出现。
1930年代，英国人弗兰克·惠特尔和德国人汉斯·冯·奥海恩各自取得了涡轮喷气发动机的专利，而被认为是喷气发动机的发明人。[24]
1939年二次大战爆发，出现不同于坦克与侦察车的新型装甲车，如自走炮和装甲运兵车等新型的设计。战后更出现步兵战斗车。
因为汽车普及使六十年代起空气污染问题严重，开始取缔平常使用含铅汽油。
石油危机七八十年代使汽车发展受到限制同时，但同样使到低油粍的经济型车成为主流，另一方面是各国鼓励厂家发展接近社会车辆舒适程度的公共汽车等车型。
日本汽车工业高速发展，由八九十年代便成为世界第一，美国首次不是第一位，而曾经兴盛的苏联汽车工业在七八十年代便衰退。到21世纪美国才再度增加，而像韩国、中国、印度等其他国家的汽车工业才有国际市场。
1997年丰田普锐斯开始发售，成为第一种量产的混合动力汽车，并开始复兴电动车了。
二十一世纪
[编辑]因为进入二十一世纪才仅二十来年故标致性的事件不多。而最重要的是人工智能和环保成为了新汽车的发展方向。
2001年首种混合动力电动车Toyota Prius商业推出国际市场。
2009年首种纯电动车三菱iMiEV电动汽车量产推出市面。
2012年无人驾驶汽车进行路面实际试验。
2013年美国部分州通过自动驾驶汽车行驶法例。
2017年英国、法国、德国、挪威四国宣告在限期于2040年后，禁止出售使用汽油和柴油的轿车。
2019年布加迪突破每小时300英里的大关。
2022年特斯拉Model X Plaid是目前地表最快的SUV，0-100公里/时加速最快2.6秒。
分类
[编辑]汽车的分类方式并无定论，若依使用性质区分，一般分为客车、货车、面包车及特种车。其中特种车种类繁多，包括警察车、消防车、救护车、工程车、吊车、礼车、教练车、残障用特制车、洒水车、邮车、垃圾车、清扫车、水肥车、囚车及灵车等。
若依所用燃料分类，则分为汽油车、柴油车、电动车、油电混合车及气体燃料车等。
若依车体风格分类，则分为都市车、敞篷车、中型车、SUV、旅行车、跑车、豪华车、掀背车等。
-
都市车（Smart Fortwo) -
掀背车（大众高尔夫） -
客货两用车（丰田Hiace） -
吊车 -
超级跑车（兰博基尼Huracán） -
电动车（日产Leaf）
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汽车面对的挑战
[编辑]对环境影响
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汽车一般使用汽油、柴油等石化燃料作为动力来源，在车辆行动中会排放二氧化碳等尾气，是造成空气污染、全球暖化及酸雨的原因之一。美国环保署统计车辆每消耗一加仑汽油，会产生8,887克的二氧化碳，柴油车每消耗一加仑柴油，会产生10,180克的二氧化碳[25]。因此，提升燃油效率以减少尾气排放量，成为重要议题。许多国家使用像道路税或是能源税等财政政策减少民众车辆的购买[26]。此外，为了解决这些问题，发展电动车及混合动力车，也是热门的发展方向，已吸引许多汽车制造商的投入研发；因为可以将原本由车辆所产生之污染，转移至发电厂（或制氢厂等）集中处理，不仅大大降低后端污染处理成本、亦增进污染处理之效率及效能、甚至能提升燃油效率（以更少的油得到更大的能量；毕竟现在科技依然无法将汽油之化学能全部转换成我们能使用的能量，但发电厂却能转换得比小型内燃机好）。为此，许多发达国家都由政府推动各种奖励措施，试图解决大量使用汽车所造成的环境问题。像燃料税就可以有效的奖励效率更高或污染更少的车辆（如电动车、混合动力车或是用替代燃料的的新能源汽车）。高燃料税可以有效的使消费者考虑购买较小、较轻、较省油的车，或是甚至不开车。平均而言，现在的汽车中有75%是可以回收的，而使用回收的钢铁可以减少能源的消耗及污染[27]。美国国会会定期的针对联邦政府订定的燃油效率提出讨论，客车的标准在1985年订定，燃油效率为27.5英里每美制加仑（8.6升每100千米；33.0英里每英制加仑），轻型卡车的标准在2007年修改，燃油效率为22.2英里每美制加仑（10.6升每100千米；26.7英里每英制加仑）[28]。
对石油产品的消耗
[编辑]因为较高污染低效能的燃烧汽油或柴油的内燃机，加上本来燃料的原料的石油的天然储存量有限，开采艰难和集中在少数地方，也是很多人反对个人大量依赖轿车代步，更讨厌浪费汽油的飙车族为了刺激和炫耀惯常地开快车的行为。
传统的社会主义国家对轿车有严格管制，并抵制跑车与赛车。即使没有明确政治信仰的人亦有类似的主张，称为可持续交通与无车运动。
安全性
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道路交通事故（或称“车祸”），是涉及车辆在内的一种意外事件，可能造成重大的生命财产损失。由于现代运输中机动车辆是必须的，因此交通事故在绝大多数人一生中都会遇上。而且在大部分国家，交通事故几乎一定会在国民意外死因中，占有非常前排的顺位。
发生交通事故的原因很多，包括驾驶因素（例超速、超载、不当超车、未保持安全距离、酒后驾驶等）、车辆因素（例如机械故障、爆胎等）、路况因素（例如路面坑洞、交通信号灯故障等）及天气因素（例如浓雾、暴风雪、豪雨等），都有可能危及驾驶、乘客、路人及其他车辆使用者的生命财产安全。
基本构造
[编辑]说明：词汇内容选用多数汽车公司所拥有的科技词汇为对象，不计少数汽车公司的科技词汇。词汇名称与中译名称皆以台湾汽车工业或学术机构常用的美式英语名称为对象，不使用日式英语词汇。另外，两岸三地的汽车专业词汇皆有所差异，故特意保留英文名称，以便搜寻或创建。
技术与结构
[编辑]- 燃料技术：内燃机、蒸汽车（steam car）、纯电动车、氢气车、混合动力车、替代燃料车（Alternative fuel Vehicle）、汽油、柴油、液化石油气、生质柴油、直接喷射（direct injection）、间接喷射（Indirect Injection）、汽油直接喷射、柴油直接喷射（diesel direct injection, DDI）
- 驱动方式：前轮驱动、后轮驱动、四轮驱动
- 发动机位置：前置发动机、前中置发动机（front-mid-engine design）、后中置发动机（rear-mid-engine design）、后置发动机（rear-engine design）
- 传动型式：前置前驱、前置后驱、前中置后驱（FMR layout）、后中置后驱（RMR layout）、后置后驱
- 发动机结构：汽油发动机、柴油发动机、火花点火、压缩点火、两冲程循环、四冲程循环、底置凸轮轴（OHV）、顶上凸轮轴式（SOHC）、顶上双凸轮轴式(DOHC)、直列发动机（straight engine）、往复发动机、水平对卧发动机、转子发动机、V型发动机、H型发动机（H engine）、W型发动机
零件与附件
[编辑]汽车是复杂颇高的工业化产品，包含有各式各样的主系统、次系统及零组件。以一般小轿车而言，就有发动机系统、底盘系统及电气电子设备系统等主要系统；主系统之下又有冷却系统、润滑系统、点火系统、启动系统、传动系统、刹车系统、悬挂系统、转向系统等次系统。一部车约有多达8千多个零组件、3万多种零件[29]。
冷却系统
[编辑]发动机最适当的工作温度约为摄氏80~90度，过热时容易加速机件的磨损，以及容易引起爆震、燃料系统汽阻、发动机无力等状况；而温度过低时，则会造成汽油汽化不完全。冷却系统的功能即在于将燃烧过程中未使用的热量散出去，使发动机可工作在正常温度之下，一般发动机冷却系统可分为空气冷却及水冷却两种。空气冷却主要是靠着发动机上的散热片以及流动的气流来进行冷却。水冷却是靠循环的冷却水来进行冷却，优点为马力较大、冷度均匀、噪音小，缺点为重量大、保养不易且机械耗损较大。目前大多数汽车，使用的是水冷却式系统。
旧式发动机大多采用自然对流的气缸设计，利用水温变化时的比重差异，达成冷热水对流的冷却效果。但由于目前发动机的转速及马力较大，自然对流循环的设计已无法达成有效的冷却散热，因此目前多已改采压力强制循环式设计。
水冷却系统主要是由气缸、水泵、水箱、输水管、冷却风扇、节温器等所共同组成。冷却水循环又可分为小循环与大循环两种，小循环是指冷却水只在水泵与发动机处循环；而大循环是指冷却水在水泵、发动机与水箱间循环。在发动机刚启动时，为了让发动机温度能够迅速的上升到适当的工作温度，因此使用的是小循环；当发动机达到工作温度后，冷却水流向水箱的控制阀会开启，让温度高的冷却水流至水箱中散热。[30][31][32]
润滑系统
[编辑]发动机的各机件，需要润滑油以帮助降低摩擦，否则将导致发动机本体磨损、温度过高等现象。润滑油主要包含以下功能：
- 润滑作用：发动机活塞环与气缸壁之间，目视看起来平滑，但若以显微镜观察，其表面实际上仍有凹凸不平，将导致摩擦损耗。因此借由机油，使金属表面产生油膜，达到润滑效果。
- 冷却作用：发动机内部各机件承受着活塞与气缸壁运作时产生的热，若只靠着冷却系统，无法达到完全的散热，因此需要机油将热吸收送到外部冷却。
- 清洁作用：将摩擦产生的铁屑等细微杂质加以过滤。
- 缓冲作用：在摩擦的机件之间，产生一层油膜，具有缓冲作用，以减少震动。
- 防蚀作用：燃料内所含的硫化物在燃烧后产生氧化硫，与水蒸气结合后将产生具有腐蚀性的硫酸，会侵蚀活塞或轴承等内部机件。机油循环时，能将之带走。
- 密封作用：于气缸壁及活塞之间产生油膜，具有密封作用，避免压缩气体外泄，能够完全燃烧。
- 防震作用：压缩气体燃烧爆发的瞬间，活塞销与曲轴轴承受到冲击力，润滑油能承受此冲击力。
- 液压作用：现代车辆大多采用液压举杆，润滑油可充当液压油。
润滑系统可依照润滑方式，分为下列几种：
- 喷溅式：当发动机运行时，连杆上的油杓会将油槽中的润滑油拨起，喷溅到需要润滑的机件上。
- 完全压力式
- 部分压力式
- 喷溅压力式
润滑系统主要包含以下机件：
- 机油泵：常见的机油泵可依构造分为齿轮式、叶片式、转子式、柱塞式等。
- 机油滤清器：在发动机运作过程中，燃烧不完全的碳元素和机油因高温氧化产生泥渣混入机油中，容易造成发动机机件磨损。机油滤清器可使机油经常保持清洁，延长发动机机件的使用寿命。依机油过滤方式，主要可分为全流式、旁通式、分流式机油滤清器。
- 油尺：用来检查发动机的机油量。
- 机油压力表：用来确保机油压力是否足够，机油必须有足够的压力，才能确保润滑系统的效能。
参考文献
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